• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권3호
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• pp.100-109
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• 2019

정비도는 정비를 쉽고 신속하게 할 수 있는 정도를 나타내는 시스템의 주요 설계 특성이다. 정비도를 고려한 시스템 설계는 무기시스템의 운용유지 비용을 줄여 주는 중요한 역할을 수행하지만, 시제품 제작 이후 정비도 평가를 통해 설계변경이 이루어지면 비용증가와 일정지연을 초래할 수 있다. 정량적 정비도 평가는 정비업무 수행 가능여부를 검증하고, 설계자가 시스템의 특성을 고려한 빠른 의사결정을 수행하여 정비성 향상을 위한 설계를 수행할 수 있도록 지원해야 한다. 기존 논문에서는 시스템설계 초기에 그래프 이론을 활용하여 정비도 지수를 산출하였으나 정비속성간 관계 값의 적절성 및 정비도 평가의 정확도에 한계가 있다. 퍼지 로직과 3D 모델링을 활용한 정비도 평가방법의 경우에는 시스템 전수명주기 동안에서의 정비도 평가를 수행하고 결과의 활용을 통해 설계통합 환경 하에서 설계개선을 신속하게 진행하고 효율적으로 정비도를 평가하고 관리하는 방법이 필요하다. 이에 본 논문에서는 모델기반 시스템공학 도구와 MATLAB이 결합된 통합환경 하에서 SysML 기반 모델링 및 시뮬레이션 기법과 퍼지 로직을 활용하여 정비도를 평가할 수 있는 방법을 제시하였다. 시스템공학도구 상에서 SysML bdd 다이어그램을 통해 무기시스템의 물리적 설계구조를 모델링하고 정비속성과 정비속성간 쌍대비교 행렬을 생성하여 정비도를 모델링하였다. 그리고 SysML의 par 다이어그램을 생성하고 MATLAB과의 연동을 통해 AHP 기반의 정비속성별 가중치 연산 및 퍼지 로직을 활용하여 정비도를 산출하였다. 본 연구결과의 활용을 통해, 일관성 있고 진화적인 정비도 모델을 효율적으로 관리할 수 있고, 시스템의 정비도 설계 상태를 정량적으로 분석할 수 있으며 정비도가 낮은 품목을 조기에 식별하여 빠른 의사결정과 설계 개선을 달성할 수 있다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.7-18
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• 2005

Over the past twenty years, the maintenance system has been developed and its importance has been increased. For the effective maintenance of the urban transit, we have developed the maintenance system based on the concept of RCM(Reliability Centered Maintenance). RCM analysis is a systematic approach to developing a cost-effective maintenance strategy based on the various components's reliability of the system in question. It is performed according to process that includes the following steps; definition of function and functional failures of the systems, construction of RB D(Reliability Block Diagram), performance of FMEA(Failure Modes & Effects Analysis) and calculation of the reliability index. The final process of RCM is to determine appropriate failure maintenance strategies. This paper aims to define the procedure of maintenace based on the concept of RCM for urban transit. The key for a successful maintenance system is an automated scheduling to the maximum extent possible and timely executions. The developed system issues maintenance plan and repair request based on analyzed data and maintenance experience.

• Smart Structures and Systems
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• 제25권1호
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• pp.65-80
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• 2020

In order to protect a structure over its full life cycle, a novel tuned mass damper (TMD), the so-called semi-active eddy current pendulum tuned mass damper (SAEC-PTMD), which can retune its frequency and damping ratio in real-time, is proposed in this study. The structural instantaneous frequency is identified through a Hilbert-Huang transformation (HHT), and the SAEC-PTMD pendulum is adjusted through an HHT-based control algorithm. The eddy current damping parameters are discussed, and the relationship between effective damping coefficients and air gaps is fitted through a polynomial function. The semi-active eddy current damping can be adjusted in real-time by adjusting the air gap based on the linear-quadratic-Gaussian (LQG)-based control algorithm. To verify the vibration control effect of the SAEC-PTMD, an idealized linear primary structure equipped with an SAEC-PTMD excited by harmonic excitations and near-fault pulse-like earthquake excitations is proposed as one of the two case studies. Under strong earthquakes, structures may go into the nonlinear state, while the Bouc-Wen model has a wild application in simulating the hysteretic characteristic. Therefore, in the other case study, a nonlinear primary structure based on the Bouc-Wen model is proposed. An optimal passive TMD is used for comparison and the detuning effect, which results from the cumulative damage to primary structures, is considered. The maximum and root-mean-square (RMS) values of structural acceleration and displacement time history response, structural acceleration, and displacement response spectra are used as evaluation indices. Power analyses for one earthquake excitation are presented as an example to further study the energy dissipation effect of an SAECPTMD. The results indicate that an SAEC-PTMD performs better than an optimized passive TMD, both before and after damage occurs to the primary structure.

• 지역연구
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• 제34권4호
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• pp.49-60
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• 2018

도시의 물 순환 회복을 위해 국외 도시에서 적용되고 있는 저영향개발(Low Impact Development, LID)을 국내에 적용하기 위해 관련 법 제도의 개선 필요성이 높아지고 있다. 따라서 본 논문의 목적은 국내 LID의 효율적 적용을 위해 외국에서 운영하고 있는 공간 환경계획 관련 법 제도적 현황을 분석한 후 시사점을 정리하고, 이에 근거하여 LID를 지원하는 법 제도가 갖추어야할 요소들을 도출하고, 도출된 요소들을 기반으로 LID 적용을 위해 국내 공간 환경계획 관련 법 제도를 평가한 후 공간계획 관련 법 제도 개선방향을 제시하는 것이다. LID 적용을 위한 공간 환경계획 관련 법 제도 평가 결과는 다음과 같다. 첫째, 공간계획 관련 법 제도에서는 LID의 개념 및 기본원칙, LID 계획의 수립 및 연계 방법 등이 반영되지 않고 있다. 이러한 문제는 공간계획 전반에 걸쳐 LID를 비롯한 환경계획 내용을 반영하지 않는데 기인한다. 둘째, 환경계획 관련 법 제도에서는 법 제도의 시행 배경과 환경적 특성에 따라 LID의 개념 및 대상을 다르게 정의하였고, LID를 제고하기 위한 정책 대안들도 다르게 제시되고 있다. 위 평가결과에 기초한 관련 법 제도의 개선방향은 다음과 같다. 첫째, LID의 확대 적용을 지원하는 법을 제정할 필요가 있다. 둘째, 공간계획 관련 법 제도는 제정되는 LID 법에 근거하여 그 법, 시행령, 지침 등에 LID 계획을 연계하여야 한다. 셋째, LID의 구조적 비구조적 기법이 제공하는 환경적 편익이 정량적으로 분석되어야 한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.56-64
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• 2021

구조체 열화, 손상 등에 의해 발생하는 누수는 동결융해에 의한 체적 변화를 유발하는 주요 원인 중 하나이며, 콘크리트 내부의 미세균열, 표면 스케일링 등을 유발한다. 이러한 손상은 염화물 등 외기 유해물질 침투 및 확산을 가속화시킨다. 시설물 성능평가 세부지침(2020)에서 피복 콘크리트 품질과 동해환경 지표가 새롭게 제시되었으며, 피복 콘크리트 품질은 반발경도시험으로, 동해환경은 동결융해 싸이클 수로 평가한다. 본 논문에서는 빠른 동특성 기반 초음파 비선형성을 통해 동결융해에 의한 초기 미세손상을 평가하고자 하였다. 서로 다른 물-시멘트비(40%, 60%)와 공기량(1.5%, 3.0%)을 가지는 콘크리트 시험체를 제작하고, 동결융해 싸이클 수를 증가시키며 압축강도, 반발경도, 상대동 탄성계수, 초음파 비선형성을 측정하였으며, SEM을 활용하여 미세균열 발생 및 진전을 분석하였다. 그 결과, 상대동탄성계수 및 반발경도로는 확인이 어려웠던 초기 미세손상을 공진주파수 비선형성 측정을 통해 탐지할 수 있었으며, 콘크리트의 동결융해 저항성능을 예측할 수 있다는 가능성을 확인하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.19-28
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• 2016

PURPOSES : Long-life asphalt pavements are used widely in developed countries. In order to be able to devise an effective maintenance strategy for such pavements, in this study, we evaluated the performance of the long-life asphalt pavements constructed along the national highways in South Korea. Further, an economic evaluation of the long-life asphalt pavements was performed based on a life-cycle cost analysis. We aimed to devise a model for evaluating the performance of long-life asphalt pavements using the national highway pavement management system (PMS) database as well as for analyzing the economic feasibility of such pavements, in order to promote their use in South Korea. METHODS : The maintenance history and pavement performance data were obtained from the national highway PMS database. The pavement performances for a total of 292 sections of 10 lanes (5 northbound lanes and 5 eastbound lanes) of national highways were used in this study. Models to predict the performances of hot mix asphalt (HMA) and long-life asphalt pavements under two distinct traffic conditions were developed using a simple regression method. Further, the economic feasibility of long-life asphalt pavements was evaluated using the Korea Pavement Management System (KoPMS). RESULTS : We developed service-life prediction models based on the traffic volume and the equivalent of single-axle load and found that long-life asphalt pavements have service lives 50% longer than those of HMA pavements. Further, the results of the economic analysis showed that long-life asphalt pavements are superior in terms of various economic indexes, including user cost, delay cost, total cost, and user benefits, even though their maintenance cost is higher than that of HMA pavements. A comparison of the economic feasibilities of the various groups showed that group A is superior to HMA pavements in all aspects except in terms of the maintenance criterion (crack 20% or higher) as per the NPV index. However, the long-life asphalt pavements in group B were superior in terms of the maintenance criterion (crack 25% or higher) regardless of the economic feasibility. CONCLUSIONS : The service life of long-life asphalt pavements was found to be approximately 50% longer than that of HMA pavements, regardless of the traffic volume characteristics. The economic feasibility of long-life asphalt pavements was evaluated based on the KoPMS. The results of the economic analysis were the following: long-life asphalt pavements are exceptional in terms of almost all factors, such as user cost, delay cost, total cost, and user benefit; however, the exception is the maintenance cost. Further, the economic feasibility of the long-life asphalt pavements in group B was found to be better than that of the HMA pavements (crack 25% or higher).

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.502-509
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• 2019

도로교의 신축이음장치 성능시험에 있어 최근에는 많은 연구가 진행되어 있지만, 항공기 활주로 연결 교량에 있어서 국내에 적용사례가 전무하고 성능시험에 대한 기초자료가 없는 상황이다. 본 연구는 활주로 연결 교량이 건설되어있는 인천공항 2단계 확장공사현장에 국내 최초로 적용된 강재형 모노셀 신축이음장치의 성능평가를 위해 전산해석과 KS F 4425기준에 근거하여 수축 신장 및 반복하중시험을 실시하였다. 시제품 제작 전 설계 문서에 기초하여 Midas 해석프로그램으로 전산 분석하였고 시제품을 제작하여 2001년 KS F 4425기준에 근거하여 완제품 성능시험을 시행하였다. 국내 교량의 하중재하시험에 대한 기술 기준은 대부분 차량에 대한 것이고 항공기에 대한 선례가 없어 인천공항공사에 출입하는 항공기 중에서 축하중이 최대치인 F급 $468.4kN/m^2$를 보수적으로 적용하여 200만회 반복재하시험을 진행하였다. 완제품 결과 제품에는 육안검사로 이상 유 무가 관찰되지 않아 충분한 사용성 및 내구성을 확보하였다고 판단된다. 수축 신장의 경우 2,500회 반복 시험 후 KS F 4425 기준에 따른 육안검사로 이상 유 무가 관찰되지 않아 충분한 신축성을 확보하였다고 판단된다. 본 연구의 결과는 선례가 없는 항공기에 대한 신축이음장치의 성능시험에 있어 유용한 현장 시험 자료 및 전산 해석 결과가 참고자료 활용에 가치가 있을 것으로 기대된다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제26권3호
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• pp.67-73
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• 2008

Fatigue life evaluation of welded structures in a range of high cycles is one of the most difficult problems since extremely small plastic deformation and damage occur during the loading cycles. Moreover, it is very difficult to identify the strong non-linearities of welding, inducing residual stress. In this paper, numerical fatigue test method for welded structures was developed using continuum damage mechanics with inherent strain. Recently, continuum damage mechanics, which can simulate both crack initiation at the micro-scale level and crack propagation at the meso-scale level, has been adopted in the fracture related problem. In order to consider the residual stresses in the welded strictures, damage calculation in conjunction with welding, inducing inherent strain, was proposed. The numerical results obtained from the damage calculation were compared to experimental results.

• 한국CDE학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.94-105
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• 2010

Todays, there is fast transition about the new manufacturing IT methodologies from the conceptual phase into the practical application phase for the strengthening of enterprise competitiveness in manufacturing industry. One of those new methodologies is PLM (Product Life-cycle Management). PLM methodology consists of 3D CAD for the product design, PDM (Product Data Management) for the data management based on the collaboration platform and lastly DM (Digital Manufacturing). DM has evoluted from the stand-alone computer simulation of early 1980s, and now it covers the overall production development and production. Unfortunately, there exist serious critical problems about the actual application of DM for the real work. This is owing to the transition of the point of view from stand-alone type application (such as flow simulation or robot simulation) to that of business process about product development and production management. In this paper, we propose an application framework for the successful project with the digital manufacturing methodology with the concept of Information Strategy Planning, which enables the systematic diagnosis and the quantitative evaluation. Also, we introduce the actual practice of the proposing framework with the ISP project for 'Analysis & Simulation Technique of manufacturing process project' that is being conducted by Chungnam Techno Park.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제22권1호
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• pp.57-71
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• 2009

Crop-livestock mixed farming systems depend on the efficiency with which nutrients are conserved and recycled. Home-grown forage is used as animal feed and animal excretions are applied to cultivated crop lands as manure. The objective of this study was to develop a mixed farming system model for dairy cattle in Japan. The model consisted of four sub-models: the nutrient requirement model, based on the Japanese Feeding Standards to determine requirements for energy, crude protein, dry matter intake, calcium, phosphorus and vitamin A; the optimum diet formulation model for determining the optimum diets that satisfy nutrient requirements at lowest cost, using linear programming; the herd dynamic model to calculate the numbers of cows in each reproductive cycle; and the whole farm optimization model to evaluate whole farm management from economic and environmental viewpoints and to optimize strategies for the target farm or system. To examine the model' validity, its predictions were compared against best practices for dairy farm management. Sensitivity analyses indicated that higher yielding cows lead to better economic results but higher emvironmental load in dairy cattle systems integrated with forage crop production.